www.can-cia.org

CANopen-Anwendungsprofil für Sonderfahrzeuge

April 2013

CiA 447 – eine herstellerunabhängige Fahrzeugschnittstelle

Das moderne Polizeieinsatzfahrzeug von morgen

BMW iDrive Steuerung in Einsatzfahrzeugen

Zukünftige Bedien- und Anzeigeschnittstellen

CiA 447 – Vernetzung in Opel/Vauxhall-Polizeifahrzeugen

Der Sonderfahrzeugassistent von Volkswagen

CANopen CiA 447®

Entwicklungsgeschichte von CiA 447

Vor 2006:Hale entwickelt HaleCAN Protokoll

Anfang 2006:BZP organisiert eine Veranstaltung zu CAN für Taxi-spezifische Geräte

May 2006:Erstes Treffen der CANopen SIG car add-on devices

May 2008:Veröffentlichung der ersten Version von CiA 447

Oktober 2009:CiA organisiert erste Veranstaltung zum Polizei-fahrzeug der Zukunft in Berlin

April 2012:Veröffentlichung der zweiten Version von CiA 447

CAN in Automation

CAN in Automation (CiA) ist die Anwender- und Her-stellervereinigung für CAN (Controller Area Network). Die Mitglieder von CAN in Automation haben in der Special Interest Group (SIG) Special car add-on de-vices den Standard CiA 447 geschaffen. Ziel dieses Standards ist die herstellerunabhängige Vereinheitli-chung der elektronischen Schnittstellen für Sonder-ausstattung im Fahrzeug.

Vorteile für die Polizei

◆ Der Service wird dadurch vereinfacht, dass in der Werkstatt mit den vorhandenen Diagnose- werkzeugen die Sonderausstattung diagnosti- ziert werden kann.◆ Die Zeit zum Aufbau der Fahrzeuge kann reduziert werden und damit auch die Stand- zeiten.◆ Die Sonderausstattung kann OEM-übergrei- fend ohne Anpassungen mitgenommen werden.◆ Zusätzliche Sonderausstattung kann einfacher nachträglich integriert werden, wie beispiels- weise bei der Umrüstung zum digitalen Behördenfunk.

Vorteile für die Fahrzeughersteller

◆ Der Entwicklungsaufwand und damit Zeit und Kosten werden reduziert.◆ Der Aufwand zum Testen und damit zur Zu- lassung von Sonderausstattung kann reduziert werden.◆ Die Fahrzeughersteller benötigen keine zusätz- lichen Absprachen mit Geräteherstellern.

Vorteile für die Gerätehersteller

◆ Die Geräte müssen nicht mehr auf einen bestimmten Fahrzeughersteller und Fahr- zeugtyp angepasst werden, damit reduzieren sich der Entwicklungsaufwand und die Kosten.◆ Die Variantenvielfalt der Geräte kann reduziert werden, da eine Unterscheidung nach Fahrzeug- hersteller und Fahrzeugtyp nicht mehr notwendig wird.

CiA 447 – eine herstellerunabhängige Fahrzeugschnittstelle

CAN

© CiA

Car add-on device network

Device 02 Device 03 Device 04

Device 01 IVN gateway

ECU 02 ECU n

Device 05

Device 06

ECU 01

Device 16

In-vehicle network(s) In-vehicle networks (IVN)

CiA 447

Firewall

Car add-on device network

Die rasante Entwicklung der Kraftfahrzeugelektronik in den letzten Jahren hat die Funktionalität und den Aufbau der Kraftfahrzeugtechnik grundlegend verän-dert. Bis vor einigen Jahren war es noch problem-los möglich Einsatztechnik zusätzlich in die Fahr-zeugelektrik einzubinden. Dies ist jetzt jedoch, durch den hohen Vernetzungsgrad der Kraftfahrzeugelek-tronik und der damit verbundenen Zunahme von elektronischen Steuergeräten, größtenteils nicht mehr möglich. Digitaler Informationsaustausch, Realisierung von Fahrzeugeigenschaften durch die Vernetzung von mehreren Steuergeräten und unterschiedlichen Netzwerktechnologien (verteilte Funktionen), komplexe Sicherungsalgorithmen wie auch die zunehmende Vernetzung des Fahrzeuges mit der Umwelt prägen das elektronische Innenleben moderner Kraftfahrzeuge heute.

Um die Funktionalität der zu integrie-renden Einsatztechnik, die passive Sicherheit der Fahrzeugbesatzung sowie die immer komplexer werdende Bedienung durch den Beamten im Einsatz, auch zukünftig gewährleisten zu können war ein standardisierter Zugriff auf fahrzeugeigene Funk-tionen (zentrale Bedieneinheit, Mul-tifunktionslenkrad, Anzeigesystem, Navigationssystem etc.) wie auch die Nutzung der bereits vorliegenden Dat-en im Kraftfahrzeugnetzwerk erford-erlich. Ein Schwerpunkt der Entwick-lung hierbei war die digitale Anbind-ung der zu integrierenden Sondertechnik (Sonder-signalanlage, Funkgeräte, GPS-Systeme etc.) an das Kraftfahrzeug, welches durch ein standardisiertes Sonderfahrzeugnetzwerk realisiert wurde. Beide funktionale Welten, Fahrzeugnetzwerk und Sonder- fahrzeugnetzwerk, sind durch ein Gateway (Netz- übergang) miteinander verbunden.

Die Anbindung an die Polizei-IT wird durch unter-schiedliche Luftschnittstellen erfolgen. Die funktio-nalen Einbindungen in die Einsatztechnik zu reali-sieren ist die Herausforderung für die Polizei. Diese technischen Veränderungen eröffnen Möglichkeiten, welche der BOS erhebliche Vorteile im Hinblick auf Kostenersparnis und Einsatztaktik bieten kann.

Moderne Einsatzdisposition und -steuerung, auto- matisiertes Fuhrparkmanagement, funktionelle digitale Einsatzunterstützung durch die Einsatzleitstellen sind einige der Highlights von Anwendungsbeispielen.Im Jahr 2009 hat eine Interessengemeinschaft aus Kraftfahrzeugherstellern und Automobilzulieferern unter dem Dach des CiA (CAN in Automation e. V.) einen Standard zur Kommunikation solcher Zusatz-geräte sowie den standardisierten Zugriff auf das Fahrzeugnetzwerk verabschiedet: Den Standard CiA 447. Die Belange der deutschen Polizei wurden 10/2011 durch die Fortschreibung der Technischen Richtli-nie Funkstreifenwagen definiert und im Zuge der Erweiterung des Standards CiA 447 in der Ver-sion 2.0 eingebracht, welche den aktuellen Stand darstellt.

Derzeit wird von den Fahrzeugherstellern Audi, BMW, Mercedes Benz, Opel und VW diese Technologie integriert und ist bereits jetzt teilweise serienmäßig verfügbar.

Eine funktionale Erweiterung des Systems ist jeder- zeit möglich und eröffnet dem Anwender somit auch zukünftig weitere Möglichkeiten. Entwicklung wie die Car-to-Car Kommunikation, in der die Fahrzeuge untereinander Informationen austauschen wie „Vor-sicht Einsatzfahrzeug naht“, oder Web-basierende Entwicklungen und Integrationen, automatisierte Ab-fragen aus dem Fahrzeug heraus, stellen die Leis-tungsstärke dar, wohin die Reise zukünftig gehen wird.

Das moderne Polizeieinsatzfahrzeug von morgen

BMW iDrive Steuerung in Einsatzfahrzeugen

Dem steigenden Bedarf zusätzliche Bedienge- räte in Einsatzfahrzeugen unterzubringen, sind durch das Platzangebot im Fahrzeuginnenraum Grenzen gesetzt. Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, kann die BMW Bedien-

einheit iDrive die Sondersignalanlagenfunktionen der RTK 7 steuern. Das sonst erforderliche, im Innenraum zusätzlich verbaute Bedienteil der Sondersignalanlage RTK 7 ist dann nicht mehr notwendig.

Mit der BMW Steuerung iDrive ist die Bedienung der Sondersignalanlagenfunktionen für jeden Fahrer besonders leicht und intuitiv zu handhaben.Weil die iDrive Bedieneinheit ergonomisch perfekt

in der Mittelkonsole untergebracht ist, lässt sie sich mit einem Handgriff steuern. Die iDrive Bedienein-heit ermöglicht über Direktwahltasten die Aktivierung wichtiger Funktionen der Sondersignalanlage.

Über den BMW Bildschirm wird das Sondersignalan-lagen-Auswahlmenü angezeigt, über das alle Funk-tionen der Sondersignalanlage angesteuert werden.

So bleibt die Aufmerksamkeit auch in angespannten Situationen voll auf den Verkehr und den Einsatz gerichtet.

Systemkonzept

Ansatz: OEM übergreifend einheitliche, graphische Bedien-schnittstelle für die jeweilige Flotte

◆ Bereitstellung der Bedieninformationen auf dem CiA 447 Sonderfahrzeugbus◆ Automatisierte und über den CiA 447-Bus ansteuerbare Videobildfreischaltung◆ Anzeige der Bedienoberfläche über ein stan- dardisiertes Videoformat

Vorteile durch CiA 447

Mitverwendung fahrzeugeigener Bedien- und Anzeigeelemente◆ Geringer Verkabelungsaufwand◆ Einfache Erweiterung des Netzwerks durch Zusatzgeräte◆ Standardisierung der Steckverbinder und Belegung◆ Einfache Kontaktierung von Geräten verschiedener Hersteller◆ Zubehörgeräte (Funkgeräte, Dachbalken, etc.) können OEM unabhängig verwendet werden

Anwendungsbeispiele (Konzeptdarstellung)

◆ OEM übergreifende offene Bedien- und Anzeige- schnittstelle◆ Kein Zusatzdisplay notwendig◆ Individuelle Systemlösungen durch freie Wahl der Darstellungsmöglichkeiten◆ Steuerung durch bestehende Fahrzeugbedien- elemente (Dreh-Drück-Steller)◆ Direkte Bedienung durch ein zusätzliches Bedienfeld möglich◆ Langfristig kostengünstige Systemlösungen möglich durch flexible Mitnahme von Zube- hörgeräten in Nachfolgefahrzeuge

Zukünftige Bedien- und Anzeigeschnittstellen

CiA 447 – Vernetzung in Opel/Vauxhall-Polizeifahrzeugen

“Blue” Light Flasher &Radio Module

Bedienung von Funk, Navigation und Darstellung von Video über Touch-PC

Master, Gateway& Roof BarController

Roof Bar Light &Roof Bar Sound

General Motors (GM) ist zusammen mit seinen Marken Opel/Vauxhall weltweit einer der größten Fahrzeughersteller im Bereich Behördenfahrzeuge. Viele Länder haben unterschiedliche Ausstattungs-merkmale für ihre Behördenfahrzeuge. Ziel ist es, eine möglichst standardisierte Plattform zu realisie-ren, die diese Variantenvielfalt ermöglicht. CiA 447 bildet hierfür die Basis und erlaubt verschiedene Integrationsvarianten.

Teilintegrierte Lösung

Bei der teilintegrierten Lösung werden die vorhan-denen Fahrzeugeinbauten, wie Display, teilweise mitbenutzt und weiterhin zusätzliche Ein- und Auf-bauten benötigt. Sie erlaubt den nachträglichen, einfachen Aufbau durch Dritte, sowie den einfachen Rückbau. Spezielle Anpassungen sind durch den standardisierten Sonderfahrzeugbus CiA 447 nicht notwendig.

Vollintegrierte Lösung

Bei der vollintegrierten Lösung werden die vorhan-den Fahrzeugeinbauten, wie Display, Tastenfelder, komplett mitgenutzt. Dies erlaubt die vollständige Integration mit den Fahrzeugfunktionen. Dadurch kann Service und Diagnose des Sonderzubehör im regulären Service geleistet werden. Der Aufbau des Fahrzeugs wird durch den geringen Umrüstungs- aufwand erheblich reduziert.

Fahrzeugfunktionen (Flashing Lights, Motorweiter-lauf), Funk und Blaulicht über CiA 447

SVM = Sonderfahrzeugsteuergerät

Die Volkswagen AG ist seit vielen Jahren einer der größten Hersteller von Sonderfahrzeugen (Rettungs-wagen, Taxen und behördliche Fahrzeuge wie Po-lizeiwagen). Der Einbau von Sonderausstattungen wird grundsätzlich direkt ab Werk vorgenommen. Volkswagen verfolgt den Ansatz der Linienintegra-tion. Während der Produktion des Serienfahrzeugs werden die Sonderfahrzeugkomponenten in das Fahrzeug eingebaut. Ein spezifisches Bordnetz- und ein Multifunktionssteuergerät dienen als Schnittstelle zwischen Sonderfahrzeugwelt und Basisfahrzeug.

Sonderfahrzeugassistent

Als Basis für den Sonderfahrzeugassistenten dient die neue Fahrzeugarchitektur „Modularer Querbau-kasten (MQB)“ und „Modularer Infotainment Baukas-ten (MIB)“ im neuen Golf und Golf Variant VII. Das Besondere ist die Integration in den serienmäßigen MIB und die Bedienbarkeit über das Touch-Display. In der zentralen Infotainment-Bedieneinheit gibt es für die speziellen Funktionen einen zusätzlichen Menüpunkt. Alle Funktionen des Sonderfahrzeugs können durch Fahrer und Beifahrer in einer ergono-misch optimalen Position ausgeführt werden. Der Sonderfahrzeugassistent erfüllt die Anforderun-gen an Sicherheit und Ergonomie des Arbeitsplatzes, sowie die Anforderungen an künftige vernetzte Fahr- zeugsysteme. Diese sind in der Fortschreibung der technischen Richtlinie für Funkstreifenwagen festgehalten und

wurden im Oktober 2011 vom Polizeitechnischen Institut vorgestellt. Die wichtigsten Neuheiten des Sonderfahrzeug-assistenten sind:◆ Zentrale Ansteuerung von bis zu vier Funkge- räten (Möglichkeit zur Integration aller gängigen Modelle)◆ Nutzung verschiedener polizeispezifischer Navi- gationsfunktionen◆ Erweiterte Video-Funktionen (digitale Videos)◆ Schnelle Anbindung von neuen Zubehörkom- ponenten über die offene CANopen CiA 447 V2.0 Schnittstelle möglich

Die Markteinführung für den Sonderfahrzeugassis- tenten im Golf und Golf Variant VII ist voraussicht- lich für Mitte des vierten Quartals 2013 vorgesehen. Sukzessive werden alle Sonderfahrzeug-Modelle um dieses System erweitert.

Der Sonderfahrzeugassistent von Volkswagen

Der neue Golf mit Sonderfahrzeugassistent-Touchdisplay

Das Touchdisplay mit Polizei-Funktionalitäten

Behördliche und OEM-Partner

CAN in Automation (CiA) e. V. Kontumazgarten 3DE-90429 Nürnberg

Tel.: +49-911-928819-0Fax: +49-911-928819-79headquarters@can-cia.org

CANopen® und CiA® sind Community Trade Marks des CiA e. V.

Apr

il 20

13 ©

CA

N in

Aut

omat

ion

e. V

., A

uflag

e: 1

000